12%Cr超超临界转子的热加工过程物理模拟及研制

王宝忠¹

(1.燕山大学材料科学与工程学院,亚稳材料制备技术与科学国家重点实验室,秦皇岛,066004)

摘要:采用Thermo-Calc软件对12%Cr超超临界转子钢的伪二元平衡相图及碳氮化物溶度积进行了理论计算,得到了实验转子钢的伪二元平衡相图,其室温平衡组织为α相、M(C,N)和M23 C6型碳化物.采用膨胀法测得了实验转子钢的临界点及CCT曲线,得到的Ac1、Ac3及Ms点与相图计算结果吻合较好.采用物理模拟方法研究了实验转子钢的热变形行为,洲得该钢的热变形激活能为439kJ/mol,确定了其热变形方程及变形抗力与峰值应变和Z参数之间的关系式;给出了不同应变量、变形温度及应变速率条件下试验用钢的应变速率敏感性指数及能量消耗效率,建立了该钢的热加工图,确定了其热加工塑性与温度的定量关系式;给出了实验转子钢奥氏体发生完全动态再结晶的条件及临界Z值(变形条件900℃,0.01s-1),建立了实验转子钢奥氏体动态再结晶的体积分数与应变量之间的定量关系;研究了试验用钢的静态再结晶行为,得到了其静态再结晶激活能及静态再结晶动力学方程.基于上述结果,提出了12%Cr超超临界转子的热加工工艺制度,制造出了国内首支满足技术条件要求的百万千瓦超超临界机组用转子锻件.

关键词:超超临界转子; 热加工; 物理模拟; 高温塑性; 相图; 动态再结晶; 静态再结晶; 热加工图;

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